基于人工智能技術(shù)的電子商務(wù)輔助教學(xué)系統(tǒng)

李博

（肇慶科技職業(yè)技術(shù)學(xué)院，廣東 肇慶 526114）

基于人工智能技術(shù)的電子商務(wù)輔助教學(xué)系統(tǒng)

李博

（肇慶科技職業(yè)技術(shù)學(xué)院，廣東 肇慶 526114）

文章將人工智能技術(shù)和計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)技術(shù)相結(jié)合，同時(shí)引入艾賓浩斯遺忘曲線的數(shù)學(xué)模型，采用軟件工程的方法設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了基于人工智能的技術(shù)的電子商務(wù)輔助教學(xué)系統(tǒng)，以彌補(bǔ)當(dāng)前電子商務(wù)教學(xué)資源的不足。

人工智能；計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)；神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)

隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和互聯(lián)網(wǎng)在我國的迅速普及，電子商務(wù)在我國迎來了快速發(fā)展的春天。與此同時(shí)，各大專院校電子商務(wù)專業(yè)的招生規(guī)模也迅速擴(kuò)大。然而電子商務(wù)是一個(gè)新興的行業(yè)，電子商務(wù)人才特別是專業(yè)教師匱乏，因此，大專院校特別是職業(yè)院校電子商務(wù)專業(yè)的師資力量增長緩慢。由于師資力量的不足，現(xiàn)有的專業(yè)課教師承擔(dān)者超出正常工作幾倍的課時(shí)量，疲于奔命常常無暇顧及教學(xué)質(zhì)量和教研教改工作。加大師資力量的投入是解決這一矛盾的根本途徑，但這也是一個(gè)長期的過程，短期內(nèi)很難見效。構(gòu)建一個(gè)具備一定智能，可以代替老師完成一些教學(xué)工作任務(wù)的計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)系統(tǒng)是短期內(nèi)緩解師資壓力的有效途徑。

一、系統(tǒng)功能

建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論認(rèn)為，在學(xué)習(xí)過程中學(xué)生應(yīng)該主動(dòng)積極地去學(xué)習(xí)和發(fā)現(xiàn)知識，而我們的教師在這個(gè)過程中只需要在適當(dāng)?shù)臅r(shí)機(jī)給學(xué)生以啟發(fā)、指導(dǎo)和交流，引導(dǎo)其向正確的方向思考，從本質(zhì)上認(rèn)識其中的規(guī)律。基于上述理論系統(tǒng)應(yīng)該具備下述功能：

1.因人而異針對不同的學(xué)生采取不同的教學(xué)策略。系統(tǒng)可以對每次階段性測驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析，總結(jié)出每一個(gè)學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)，然后針對其特點(diǎn)動(dòng)態(tài)地調(diào)整教學(xué)策略和教學(xué)內(nèi)容，真正做到因材施教。

2.系統(tǒng)可以記錄和跟蹤學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)習(xí)慣和學(xué)習(xí)行為，根據(jù)學(xué)習(xí)習(xí)慣和學(xué)習(xí)行為來調(diào)整知識展現(xiàn)的策略，增加學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

3.系統(tǒng)為教師和學(xué)生之間提供一對一、一對多和多對多的交流渠道，學(xué)生隨時(shí)可以通過本系統(tǒng)與有關(guān)的老師以及同學(xué)進(jìn)行對話、提問，探討學(xué)習(xí)中遇到的問題，了解學(xué)習(xí)建議和進(jìn)度安排等，使整個(gè)教學(xué)過程更加透明。

4.本系統(tǒng)可以對學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況進(jìn)行推理并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行綜合評價(jià)，并且可以像真正的老師一樣指出其不足之處并提供改進(jìn)建議，而不是簡單地通過考試成績來對其進(jìn)行評價(jià)。

二、系統(tǒng)設(shè)計(jì)

（一）系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

為了實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的功能，系統(tǒng)包括兩個(gè)模塊：智能教學(xué)輔助系統(tǒng)和學(xué)生自主學(xué)習(xí)系統(tǒng)。智能教學(xué)輔助系統(tǒng)是一種基于規(guī)則的專家系統(tǒng)，主要完成對學(xué)生學(xué)習(xí)情況的評估并根據(jù)評估結(jié)果調(diào)整教學(xué)策略的功能。同時(shí)，智能教學(xué)輔助系統(tǒng)還包含學(xué)習(xí)功能允許教學(xué)專家根據(jù)教學(xué)的需要?jiǎng)討B(tài)地調(diào)整知識庫。學(xué)生自主學(xué)習(xí)系統(tǒng)基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對學(xué)生學(xué)習(xí)結(jié)果進(jìn)行診斷并提出學(xué)習(xí)建議。

（二）用戶角色設(shè)定

系統(tǒng)包括四種用戶：知識專家、教師、學(xué)生和系統(tǒng)管理員。不同用戶的操作權(quán)限不同。

（1）系統(tǒng)管理員：主要是對系統(tǒng)進(jìn)行日常維護(hù)的操作人員，其主要權(quán)限有用戶管理、題庫管理、密碼修改。

（2）知識專家：該專業(yè)領(lǐng)域的專家具有較強(qiáng)的專業(yè)背景，能夠?qū)Ρ緦I(yè)涉及的知識點(diǎn)有較清楚的認(rèn)識和理解，能夠給出訓(xùn)練神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)所需的樣本。主要權(quán)限是維護(hù)知識庫以及對神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的樣本進(jìn)行維護(hù)。

（3）教師：主要負(fù)責(zé)組織考試分析學(xué)生知識掌握情況等工作。

（4）學(xué)生：主要權(quán)限包括參加練習(xí)、自測、知識強(qiáng)化練習(xí)、錯(cuò)誤診斷等。

（三）數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)

1.數(shù)據(jù)庫需求分析

為實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能，該系統(tǒng)將主要用到下述幾種信息：

（1）用戶信息：主要保存各種類型的用戶信息。具體包括用戶名、密碼、用戶類型等基本用戶信息。

（2）用戶靜態(tài)知識：主要包括各專業(yè)的靜態(tài)知識，記錄所有的知識點(diǎn)以及知識點(diǎn)的關(guān)聯(lián)信息。靜態(tài)知識只能由知識專家修改。

（3）題庫：主要包含知識專家提供的各種試題，包括試題的題干、選項(xiàng)、答案等。

（4）規(guī)則：將知識專家提供的領(lǐng)域知識以規(guī)則的形式表示和保存，形成系統(tǒng)推理知識庫，包括題目序號、知識點(diǎn)序號和確定度等。

（5）樣本：主要指知識專家提供用于訓(xùn)練神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的樣本，包括樣本名稱序號等。

（6）分析結(jié)果：主要指每次上傳考試結(jié)果后對指定學(xué)生群體進(jìn)行分析的結(jié)果，。

（7）權(quán)值：主要指每個(gè)樣本學(xué)習(xí)后神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的權(quán)值分布。

（8）學(xué)生練習(xí)信息：主要包含每次練習(xí)的日期、正確性等信息。

（9）學(xué)生練習(xí)分析結(jié)果：主要包括練習(xí)時(shí)間、知識點(diǎn)的掌握情況等。

2.數(shù)據(jù)庫物理設(shè)計(jì)

操作系統(tǒng)為Windows 2003 Server，web服務(wù)器采用Internet Information Server（IIS）6.0，開發(fā)軟件使用ASP，后臺數(shù)據(jù)庫采用SQL Server 2000，為了開發(fā)方便，將數(shù)據(jù)庫服務(wù)器與web服務(wù)器配置在一臺計(jì)算機(jī)上。

三、業(yè)務(wù)流程分析

1.考核分析流程

教師登錄系統(tǒng)根據(jù)教學(xué)內(nèi)容學(xué)習(xí)目標(biāo)和學(xué)生學(xué)習(xí)的層次從題庫中抽選試題組織試卷。根據(jù)學(xué)校條件，老師可以選擇在線進(jìn)行考試也可以打印成紙質(zhì)試卷以傳統(tǒng)方式進(jìn)行考試。考試完成后，老師將EXCEL格式的成績表上傳到系統(tǒng)，系統(tǒng)就可以對考試情況進(jìn)行分析，教師可以選擇分析的學(xué)生群體范圍。例如某個(gè)班的知識掌握情況或者某個(gè)系部的掌握情況等。

2.學(xué)生學(xué)習(xí)流程

學(xué)生登錄后選擇一種模式進(jìn)行診斷練習(xí)，診斷練習(xí)完成后系統(tǒng)會(huì)根據(jù)學(xué)生練習(xí)的情況進(jìn)行分析，然后系統(tǒng)會(huì)根據(jù)分析結(jié)果從題庫中抽取包含學(xué)生比較薄弱的知識點(diǎn)的練習(xí)題供其練習(xí)。每次練習(xí)結(jié)果都會(huì)被系統(tǒng)保存并為學(xué)生提供學(xué)習(xí)建議。

3.知識庫維護(hù)流程

知識專家登錄后，進(jìn)入添加題目的界面，進(jìn)入對應(yīng)的題目為每個(gè)題目的選項(xiàng)填寫具體的知識點(diǎn)分析、信任度等內(nèi)容，然后保存退出。

本文將人工智能技術(shù)和計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)技術(shù)相結(jié)合，同時(shí)引入艾賓浩斯遺忘曲線的數(shù)學(xué)模型，使計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)系統(tǒng)具有教師的智能。該系統(tǒng)可以根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況動(dòng)態(tài)地調(diào)整學(xué)習(xí)內(nèi)容，指導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，同時(shí)還可以幫助教師進(jìn)行考試結(jié)果分析，并提供一定的教學(xué)意見。該系統(tǒng)的原型系統(tǒng)已經(jīng)在Windows平臺上實(shí)現(xiàn)。實(shí)驗(yàn)表明，系統(tǒng)能夠通過推理分析幫助教師了解所教學(xué)生的知識點(diǎn)掌握情況；能夠根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)情況和遺忘規(guī)律動(dòng)態(tài)調(diào)整學(xué)習(xí)內(nèi)容，指導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)。該系統(tǒng)具有良好的應(yīng)用前景和推廣價(jià)值。

［1］王萬森.人工智能原理及其應(yīng)用［M］.北京：電子工業(yè)出版社，2000.

［2］蔡自興，徐光佑.人工智能及其應(yīng)用［M］.北京：清華大學(xué)出版社，2004：14.

［3］宋志堅(jiān).基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的高職學(xué)生職業(yè)生涯專家系統(tǒng)研究［D］.天津大學(xué)，2006，（25）.

［4］蔡自興.人工智能研究發(fā)展展望［J］.高技術(shù)通訊，1995，（7）.

［5］田金萍.人工智能發(fā)展綜述［J］.科技廣場，2007，（1）.

［6］蔡瑞英，李長河.人工智能［M］.武漢：武漢理工大學(xué)出版社，2003：20.

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